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尽管宇宙中没有氧气,太阳依然可以产生类似火焰燃烧的现象!

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online_member 发表于 2017-6-29 09:50:01 | 显示全部楼层 |阅读模式
太阳的火焰,其实是由太阳上的氢”燃烧”而产生的,其本质当然是核聚变反应,而不是化学反应,因此不需要氧气的参与。
不过我们人类没有登陆到太阳,是怎么知道太阳的火焰是来自“核聚变反应”的呢?这个核聚变反应的细节是怎么样的呢?这就是一个很重要的理论模型了,实际上也被称为“太阳模型”,其主要细节如下:
尽管宇宙中没有氧气,太阳依然可以产生类似火焰燃烧的现象!94 / 作者:qq1023234136 / 帖子ID:25415

在太阳中,主要发生的核聚变反应被称为pp链。其中p就是质子。这个pp链的反应是非常复杂的,分为大致四个步骤,这四个步骤大致如下:
1. 质子质子反应产生氘与正电子以及电子中微子
2. 氘与质子反应形成氦3。
3. 氦3与质子反应形成阿尔法粒子与正电子以及电子中微子。(或者是氦3加氦3反应产生阿尔法粒子再加2个质子;或者是氦3与阿尔法粒子反应产生Be7)
4. Be7与电子反应,最后产生两个阿尔法粒子。中间过程有中微子射出。
尽管宇宙中没有氧气,太阳依然可以产生类似火焰燃烧的现象!617 / 作者:qq1023234136 / 帖子ID:25415

可以注意到,除了第二阶段,“中微子”在其他三个阶段都有射出。中微子是一种质量非常接近于零的基本粒子,它们的穿透能力非常强,它们可以穿透太阳内部很轻松地到达地球(这就好像海水可以从渔网里漏出来一样)。因此,我们在地球上可以通过检测“中微子”来知道太阳内部正在发生核聚变反应——因为中微子的出现是核聚变反应的标志(类似于你把氧气当作是化学反应的燃烧的标志差不多)。你说的太阳是如何燃烧起来的问题,到这里答案就基本已经清晰了。
当然了,我们人眼看到的太阳的光芒不是中微子,而是光子。这些光子的产生是来源非常复杂,但总体来说是因为太阳是一个高温等离子体,电子的碰撞与运动都会发出光子。太阳发出的光子也会组成一个光谱,在量子理论中太阳的表面可以用一个黑体辐射谱来刻画,这个黑体辐射谱可以在地球上被精确测定,我们甚至可以据此推断出太阳表面的温度大概是5600度左右。如此高的温度,是我们地球上的稻草或者木头的燃烧不能达到的温度。
所以,总结如下:并不一定要有氧气才可以燃烧,有氧气的燃烧释放的是化学能,太阳释放的是原子核能(不需要氧气)。
那为什么一张张太阳模拟图片、日珥照片,又让我们认为太阳就是一个剧烈“燃烧”着的大火球呢?为什么太阳表面确实可以观测到大量火焰状结构?
燃烧与核聚变有着本质上的相似之处,可燃物发生氧化反应,反应产生的热量使气体电离,气体离子中激发态电子跃迁至低能级,发出可见光辐射,同时燃烧又发生在大气内,高温气体与周围环境发生剧烈的热交换,形成小范围强烈对流,造成扰动,这就形成了我们平时看到的火焰,飘忽不定,明亮火热。
尽管宇宙中没有氧气,太阳依然可以产生类似火焰燃烧的现象!279 / 作者:qq1023234136 / 帖子ID:25415

太阳大气同样是一团电离气体,太阳内部高温高压的核心区,不断发生聚变反应,产生巨大的能量,让太阳发光发热。太阳表面大气中发生剧烈的活动,如日珥、耀斑、物质抛射等,这确实和火焰的剧烈活动很像,给人一种燃烧着的感觉。
那么太阳大气是靠什么来产生这些火焰结构的呢?这并非是直接由核聚变产生的,因为太阳的核聚变只发生在内部核心区,外部的光球层、色球层和日冕层或因为温度不够,或因为气体密度太低,核反应都无法发生。
现代太阳物理学,用磁重联(magnetic reconnection)来解释外层太阳活动的直接原因。这个理论比较深奥,用最通俗易懂的话来说,就是太阳磁场线不断发生断裂,重联,磁性拓扑被重新排布,继而对太阳大气中高电导率等离子体产生影响,使其不断发生高能现象,产生火焰状结构。
所以尽管宇宙中没有氧气,太阳依然可以产生类似火焰燃烧的现象。
PS:易五月作品,禁止转载!(图片来源网络)
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